KR101293579B1 - 인장 부재 및 폴리머 재킷 내에 기하학적 구조 안정제를 포함하는 폴리머 재킷 조립체 - Google Patents
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Abstract
예시적 조립체는 적어도 하나의 세장형 인장 부재(26)를 포함한다. 재킷(34)은 인장 부재(32)의 적어도 일부를 덮는다. 폴리머 재킷(34)은 조립체가 고온의 조건에 처한 경우 인장 부재 부근의 재킷 재료의 유지를 돕는 멜라민 계 기하학적 구조 안정제를 포함하는 폴리머 재료를 포함한다.
Description
세장형의 유연한 조립체들(elongated flexible assemblies), 예컨대 엘리베이터 부하 베어링 부재(elevator load bearing member)들 또는 로핑 배열체(roping arrangemet)들, 승객 수송장치(passenger conveyor)와 같은 기계를 위한 구동 벨트들 및 승객 수송장치용 핸드레일들에 대한 여러 수요가 존재한다. 이러한 조립체들은 폴리우레탄 재킷으로 덮인 복수의 코드들을 갖도록 설계될 수 있다.
예를 들어, 미국특허 US 6,295,799 및 US 6,739,433은 엘리베이터 시스템 내의 엘리베이터 차체 및 평형추를 매다는 데 쓰이는 벨트들을 제시하고 있다. 미국특허 US 4,982,829에는 예시적인 승객 수송장치 핸드레일 구조가 제시되어 있다. 미국특허 US 6,540,060에는 예시적인 승객 수송장치 구동 벨트가 제시되어 있다.
이러한 조립체들에 의하면, 폴리머 재킷은 조립체 부근에 화염이 존재하는 경우와 같은 극히 높은 온도 조건에서 용융될 수도 있다. 용융된 재킷 재료는 바람직하지 않은 방식으로 다른 시스템 구성요소들이나 구조물들 상으로 떨어질 수 있다. 예를 들어, 엘리베이터 부하 베어링 부재의 용융된 재킷 재료는 엘리베이터 차체의 최상부 상이나 또는 엘리베이터 피트(pit)의 바닥면(floor surface) 상으로 떨어질 수 있다. 승객 수송장치의 경우에, 핸드레일은 난간 또는 수송장치의 트러스와 연관된 다른 구성요소들 상으로 떨어질 수 있다. 이와 유사하게, 승객 수송장치의 구동 벨트가 용융되어 구동 구성요소들 상으로 떨어질 수 있다.
화염이 있는 동안과 같은 고온의 조건의 경우에 폴리머 재킷 재료의 이러한 떨어짐이나 유동을 최소화하거나 피할 수 있도록 하는 것이 유용하다.
예시적 조립체는 적어도 하나의 세장형 인장 부재(elongated tension member)를 포함한다. 재킷은 인장 부재의 적어도 일부를 덮는다. 재킷은 조립체가 고온의 조건에 처할 경우 인장 부재 부근 재킷 재료의 유지를 돕는 멜라민 계 기하학적 구조 안정제(melamine based geometry stabilizer)를 포함하는 폴리머 재료를 포함한다.
적어도 부분적으로 폴리머 재킷으로 덮인 적어도 하나의 세장형 인장 부재를 갖는 조립체를 만드는 예시적인 방법은 섞인 재료의 마스터 뱃치(master batch)를 제공하기 위하여 멜라민 계 기하학적 구조 안정제와 폴리머 기초 수지를 섞는 단계를 포함한다. 그 다음, 섞인 재료는 재킷 재료를 제공하기 위해 기초 폴리머 재료(base polymer)와 혼합된다. 그 다음, 재킷 재료는 원하는 형상의 재킷으로 성형된다(molded).
당업자라면 후속하는 상세한 설명부로부터 개시된 예들의 다양한 특징들 및 장점들이 명확히 이해될 것이다. 상세한 설명부에 첨부된 도면들은 다음과 같이 간략하게 설명될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 설계된 부하 베어링 부재를 포함하는 엘리베이터 시스템의 선택된 부분들의 개략도,
도 2는 일 예시적 엘리베이터 부하 베어링 부재 조립체를 개략적으로 나타낸 끝단면도,
도 3은 다른 예시적 부하 베어링 부재 조립체를 개략적으로 예시한 끝단면도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 설계된 구동 벨트 및 핸드레일을 포함하는 승객 컨베이어를 개략적으로 예시한 도,
도 5는 예시적 구동 벨트 구조의 개략도,
도 6은 예시적 핸드레일 구조의 개략도,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 설계된 조립체를 만드는 예시적 방법을 개략적으로 예시한 도이다.
도 2는 일 예시적 엘리베이터 부하 베어링 부재 조립체를 개략적으로 나타낸 끝단면도,
도 3은 다른 예시적 부하 베어링 부재 조립체를 개략적으로 예시한 끝단면도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 설계된 구동 벨트 및 핸드레일을 포함하는 승객 컨베이어를 개략적으로 예시한 도,
도 5는 예시적 구동 벨트 구조의 개략도,
도 6은 예시적 핸드레일 구조의 개략도,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 설계된 조립체를 만드는 예시적 방법을 개략적으로 예시한 도이다.
도 1은 예시적 엘리베이터 시스템(20)의 선택된 부분들을 개략적으로 나타내고 있다. 엘리베이터 차체(22) 및 평형추(24)는 부하 베어링 부재(26)에 의하여 매달려 있다. 일 예시에서, 부하 베어링 부재(26)는 복수의 편평한 벨트(flat belt)들을 포함한다. 다른 예시에서, 부하 베어링 부재(26)는 복수의 둥근 로프(round rope)들을 포함한다.
부하 베어링 조립체(26)는 엘리베이터 차체(22) 및 평형추(24)의 무게를 지지하며, 엘리베이터 차체(22)가 시브들(28 및 30)을 따라 이동하여 원하는 위치로 원활하게 움직일 수 있게 한다. 시브들 중 하나는 엘리베이터 차체(22)의 원하는 움직임 및 배치를 유도하기 위해 알려진 방식으로 엘리베이터 기계에 의하여 움직이는 구동 시브(traction sheave)이다. 본 예시의 다른 시브는 아이들러 시브(idler sheave)이다.
도 2는 예시적 부하 베어링 조립체(26)의 일 예시의 편평한 벨트 구조를 개략적으로 나타낸 끝단면도이다. 이 예시에서, 편평한 벨트는 복수의 세장형 코드 인장 부재들(32) 및 상기 인장 부재들(32)과 접촉하는 폴리머 재킷(34)을 포함한다. 이 예시에서, 재킷(34)은 인장 부재들(32)을 감싼다(encase). 일 예시에서, 인장 부재들(32)은 강철과 같은 권취된(wound) 금속계 코드들을 포함한다. 폴리머 재킷(34)은, 일 예시에서 열가소성 엘라스토머를 포함한다. 일 예시에서, 재킷(34)은 열가소성 폴리우레탄을 포함한다.
도 3에는 또 다른 예시가 개략적으로 도시되어 있다. 부하 베어링 조립체(26)의 일부로서 사용되는 로프의 끝단면도는 적어도 하나의 인장 부재(32) 및 폴리머 재킷(34)을 포함한다. 도 3의 예시에서, 상술된 것과 동일한 재료들이 이용될 수 있다.
도 4는 예시적인 승객 수송장치(40)를 개략적으로 예시하고 있다. 이 예시에서는, 승강장 44와 46 사이에서 승객들을 수송하기 위하여 복수의 계단(42)이 알려진 방식으로 이동한다. 승객들이 승객 수송장치(40) 상에서 이동하는 동안 잡을 수 있도록 핸드레일(48)이 제공된다.
도 6에 도시된 바와 같이, 핸드레일(48)은 적어도 부분적으로 폴리머 재킷(34)으로 덮인 강철 코드들과 같은 복수의 인장 부재들(32)을 포함한다. 이 예시에서 폴리머 재킷은 핸드레일(48)의 몸체 및 파지면(gripping surface)을 구성한다.
도 4의 예시는 계단들(42)을 원하는 방향으로 추진하기 위한 구동 배열체(drive arrangement; 50)를 포함한다. 모터(52)는 구동 시브(54)를 회전시켜 구동 벨트(56)를 이동시킨다. 도 5에 도시된 바와 같이, 예시적 구동 벨트(56)는 재킷(34)으로 덮인 복수의 세장형 코드 인장 부재들(32)을 갖는다. 재킷 재료는 구동 시브(54) 상의 대응되는 표면과 상호작용하는 티스(teeth; 57)를 구성한다. 계단 체인(58)(도 4)은 계단(42)의 원하는 움직임이 가능하도록 하기 위해 구동 벨트(56) 상의 티스(59)와 결합된다.
예시의 인장 부재(32)들을 위해 금속이 이용되는 경우, 금속 재료는 코팅되지 않거나, 코팅되거나 또는 보호 금속으로 도금될 수도 있다. 예를 들어, 베이스 철 금속(base ferrous metal)은 아연, 주석 또는 구리로 도금되거나 코팅될 수 있다.
각각의 상술된 예시의 조립체들에서, 재킷 재료는 조립체 부근이 화염에 처한 경우와 같은 고온의 조건들에서도 인장 부재나 인장 부재 부근 재킷 재료의 유지를 돕는 기하학적 구조 안정제를 포함한다. 기하학적 구조 안정제는, 몇몇 예에서 재킷 재료의 열가소성 폴리머의 유동을 억제하는 유동-저항성 촤 또는 겔(flow-resistant char or gel)을 교차 결합(cross link)시키거나 또는 포밍(forming)함으로써 작용한다. 예시의 기하학적 구조 안정제들은 멜라민 포스페이트(melamine phosphate) 및 멜라민 폴리포스페이트(melamine polyphosphate)를 포함하며, 이들은 재킷이 열가소성 폴리우레탄과 같은 열가소성 엘라스토머를 포함하는 경우에 유용하다. 다른 예시의 기하학적 구조 안정제로는 탄화수소 포스페이트가 있으며, 이는 재킷이 용융-가공성 고무와 같은 엘라스토머 합금(elastomeric alloy)을 포함하는 경우에 유용하다.
예시의 기하학적 구조 안정제들은 재킷 재료가 연관된 인장 부재들로부터 용융되고 떨어져 나가는 것을 방지하는 팽창 및 촤 형성체(intumescence and char formation)를 통해 방염성을 제공한다. 다시 말해, 기하학적 구조 안정제는 재킷 재료가 부근 표면들 상으로 떨어지거나 유동할 가능성을 저감시키는 팽창 쉘(intumescent shell)을 제공한다. 예시의 기하학적 구조 안정제들은 재킷의 유연성을 저감시키거나 그렇지 않으면 특정 설치시에 선택되는 재킷의 특징들을 간섭하지 않도록, 재킷의 기초 재료(base material)와 유사한 화학적성질(chemistry)을 갖는다는 점에서 유용하다.
도 7은, 조립체를 만드는 예시적 방법(60)을 개략적으로 나타내고 있다. 상술된 포스페이트-계 기하학적 구조 안정제들 중 하나와 같은 선택된 기하학적 구조 안정제의 공급부(62)는 마스터 뱃치 믹서(66) 내에서 기초 폴리머 수지(64)의 공급물과 섞인다. 섞인 재료의 마스터 뱃치 내에 제공되는 기하학적 구조 안정제(62)의 양은 섞인 재료의 최대 50 중량%까지 포함될 수 있다. 일 예시는 20 중량% 내지 50 중량%의 기하학적 구조 안정제(62)의 이용을 포함한다.
그 다음, 이 예시에서 섞인 재료의 결과적인 마스터 뱃치는 재킷 재료 믹서(70) 내에서 기초 폴리머 재료(68)와 혼합된다. 믹서(70)에서 섞임 후의 결과적인 재킷 재료는 최대 20 중량%의 기하학적 구조 안정제를 포함할 수 있다. 일 예는 재킷 재료 내에 2 중량% 내지 20 중량%의 기하학적 구조 안정제를 포함한다.
그 다음, 재킷 재료는 원하는 기하학적 구조의 재킷을 제공하기 위하여 성형 장치(molding device)와 같은 재킷 형성 스테이션(72)에서 형성된다. 나타난 예시에서는, 복수의 스풀들(74)이, 재킷이 인장 부재들(32) 중 적어도 하나의 외부 표면 상으로 성형되어 원하는 조립체를 형성하는 재킷 형성 스테이션(72)으로 인장 부재들(32)을 공급한다. 도 7의 경우에, 결과적인 조립체는 엘리베이터 부하 베어링 부재(26)이다.
상술된 설명은 예시에 지나지 않으며, 본질적으로 제한하려는 것이 아니다. 당업자라면, 본 발명의 본질을 벗어나지 않는 개시된 예들에 대한 변경 및 수정들이 가해질 수도 있음을 이해할 것이다. 본 발명에 대해 주어진 법적 보호 범위는 후속 청구범위를 통해서만 결정될 수 있다.
Claims (20)
- 조립체에 있어서,
적어도 하나의 세장형 인장 부재(elongated tension member); 및
상기 적어도 하나의 세장형 인장 부재의 적어도 일부를 덮는 재킷을 포함하며,
상기 재킷은, 폴리머 재료, 및 고온 조건에 반응하여 상기 재킷 외부 상의 안정적인 팽창 쉘(intumescent shell)을 형성하기 위한 기하학적 구조 안정제(geometry stabilizer)를 포함하며, 형성된 팽창 쉘은 상기 고온 조건 동안 상기 인장 부재 부근의 상기 재킷 재료를 유지시키며,
상기 재킷 재료는 엘라스토머 합금(elastomeric alloy)을 포함하고, 상기 기하학적 구조 안정제는 탄화수소-포스페이트를 포함하는 조립체. - 제 1 항에 있어서,
상기 기하학적 구조 안정제는 멜라민-포스페이트(melamine-phosphate)인 조립체. - 제 2 항에 있어서,
상기 기하학적 구조 안정제는 멜라민-폴리포스페이트(melamine polyphosphate)을 포함하는 조립체. - 제 2 항에 있어서,
상기 기하학적 구조 안정제는 탄화수소-포스페이트를 포함하는 조립체. - 제 1 항에 있어서,
상기 재킷 재료는 열가소성 폴리우레탄을 포함하고, 상기 기하학적 구조 안정제는 멜라민-포스페이트 및 멜라민-폴리포스페이트 중 적어도 하나를 포함하는 조립체. - 삭제
- 제 1 항에 있어서,
적어도 부분적으로 상기 재킷으로 덮이는 복수의 세장형 코드 인장 부재들을 포함하는 조립체. - 제 1 항에 있어서,
상기 조립체는 엘리베이터 부하 베어링 부재를 포함하는 조립체. - 제 8 항에 있어서,
상기 엘리베이터 부하 베어링 부재는 편평한 벨트를 포함하는 조립체. - 제 1 항에 있어서,
상기 조립체는 승객 수송장치 구동 부재 및 승객 수송장치 핸드레일 중 하나를 포함하는 조립체. - 제 10 항에 있어서,
상기 구동 부재는 구동 벨트를 포함하는 조립체. - 제 1 항에 있어서,
상기 폴리머 재료는 2 중량% 내지 50 중량%의 기하학적 구조 안정제를 포함하는 조립체. - 제 12 항에 있어서,
상기 폴리머 재료는 2 중량% 내지 20 중량%의 기하학적 구조 안정제를 포함하는 조립체. - 제 1 항에 있어서,
상기 기하학적 구조 안정제는, (ⅰ) 상기 재킷 재료의 폴리머와의 교차 결합(cross linking) 및 (ⅱ) 상기 재킷 재료의 폴리머의 유동을 억제하는 유동-저항성 촤 또는 겔(flow-resistant char or gel)의 형성 중 적어도 하나에 의하여 상기 안정적인 팽창 쉘을 형성하는 역할을 하는 조립체. - 적어도 부분적으로 폴리머 재킷으로 덮인 적어도 하나의 세장형 코드 인장 부재를 갖는 조립체 제조 방법에 있어서,
폴리머 재료를 제공하는 단계;
고온 조건에 반응하여 상기 재킷 외부 상의 안정적인 팽창 쉘(intumescent shell)을 형성하기 위한 기하학적 구조 안정제(geometry stabilizer)를 제공하고, 형성된 팽창 쉘은 상기 고온 조건 동안 상기 인장 부재 부근의 상기 재킷 재료를 유지시키는 단계; 및
상기 폴리머 재료 및 상기 기하학적 구조 안정제를 원하는 형상의 재킷으로 형성하는 단계를 포함하며,
상기 재킷 재료는 엘라스토머 합금(elastomeric alloy)을 포함하고, 상기 기하학적 구조 안정제는 탄화수소-포스페이트를 포함하는 조립체 제조 방법. - 제 15 항에 있어서,
섞인 재료의 뱃치(batch)를 제공하기 위하여 기초 폴리머 수지와 상기 기하학적 구조 안정제를 섞는 단계; 및
재킷 재료의 뱃치를 제공하기 위하여 상기 섞인 재료의 뱃치와 상기 폴리머 재료를 혼합하는 단계를 포함하며,
상기 형성하는 단계는 상기 재킷 재료의 뱃치를 이용하는 조립체 제조 방법. - 제 15 항에 있어서,
상기 기하학적 구조 안정제는 포스페이트-계인 조립체 제조 방법. - 제 17 항에 있어서,
상기 포스페이트-계 기하학적 구조 안정제는 탄화수소-포스페이트, 멜라민-포스페이트 및 멜라민-폴리포스페이트 중 적어도 하나를 포함하는 조립체 제조 방법. - 제 16 항에 있어서,
상기 섞는 단계는 상기 섞인 재료의 마스터 뱃치 내에 2 중량% 내지 50 중량%에 해당되는 양의 기하학적 구조 안정제의 이용을 포함하는 조립체 제조 방법. - 제 16 항에 있어서,
상기 혼합하는 단계는 2 중량% 내지 20 중량%에 해당되는 양의 기하학적 구조 안정제의 이용을 포함하는 조립체 제조 방법.
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